perancangan augmented reality sebagai media...
Post on 07-Mar-2019
218 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PERANCANGAN AUGMENTED REALITY SEBAGAI MEDIA
PEMBELAJARAN PENGENALAN ALAT TRANSPORTASI UNTUK
ANAK TK SRINI NGOMBOL KABUPATEN PURWOREJO
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh
Bambang Tri Pamungkas
10.12.5052
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA
2014
DESIGNING AUGMENTED REALITY AS LEARNING MEDIA TO INTRODUCE TRANSPORTATION MODE FOR SRINI NGOMBOL PURWOREJO KINDERGARTEN
PERANCANGAN AUGMENTED REALITY SEBAGAI MEDIA PEMBELAJARAN PENGENALAN ALAT TRANSPORTASI UNTUK ANAK TK SRINI NGOMBOL
KABUPATEN PURWOREJO
Bambang Tri Pamungkas Hanif Al Fatta
Jurusan Sistem Informasi STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT
Augmented Reality (AR) is a technology that includes 3D virtual objects into the real environment. The system is different from the virtual reality of a fully virtualized environment. AR allows users to interact in real time with the system. The use of AR has now been extended to most aspects of life and is projected to experience significant growth. This is because the use of AR is very exciting and allows users to learn something in three dimensions and in real time. Introduce something to the kids is not easy as well as to introduce transportation such as cars, motorcycles, buses and more. Likewise in the kindergarten Ngombol Srini, who still use two-dimensional images to introduce the transportation to their students. To facilitate them in identifying and considering the means of transportation that can be helped with a virtual 3D display and animations are loaded by using the computer, it is more interesting for the children to learn and they transport much easier to understand or know the range of existing transportation and how the shape of the vehicle. This prompted the author tries to show the models of transportation in a 3D augmented reality techniques that can help the children to study transportation. Keywords: Augmented Reality, Virtual, 3D, Transport, Animation, Realtime, Children
1. PENDAHULUAN
Augmented Reality (AR) saat ini lebih banyak digunakan dalam pengolahan grafika
komputer. Dengan dasar pemikiran untuk menggabungkan dunia maya dan dunia nyata.
Banyak diperoleh ide-ide untuk memudahkan seseorang dalam menciptakan visualisasi
yang lebih bagus, efisien, dan imajinatif. Augmented reality menggunakan kamera (real-
time) yang akan mendeteksi marker untuk menampilkan sebuah modelling visualisasi
objek tiga dimensi (3D) diatasnya. Hal ini membuat ilmu ini menarik untuk dipelajari dan
ditekuni. Karena itu, unsur reality lebih diutamakan pada sistem ini. Sistem ini berbeda
dengan virtual reality (VR) yang sepenuhnya merupakan virtual environment. Augmented
reality mengijinkan penggunanya untuk berinteraksi secara real-time dengan sistem.
Perkembangan dalam pemanfaatan aplikasi membangun augmented reality yang
dikembangkan dalam berbagai bidang, salah satunya mencangkup bidang media
pembelajaran bagi anak TK. Sehingga bertujuan untuk mengenalkan berbagai macam
alat transportasi dalam bentuk 3D kepada anak TK secara interaktif dan sekaligus
membuat para anak untuk tertarik lebih dekat dengan komputer. Dengan sentuhan
sebuah inovasi baru, model alat transportasi ini akan divisualisasikan menjadi 3D yang
ditampilkan di layar monitor melalui media webcam. Dalam bentuk visualisasi tiga
dimensi (3D) model transportasi, media pembelajaran untuk anak TK akan terlihat lebih
menarik dan user friendly.
Penerapan augmented reality pada buku media pembelajaran ini dilakukan dengan
menggunakan software ARToolKit untuk menampilkan produk tiga dimensi (3D) alat
transportasi yang akan dipelajari, sehingga dapat mempermudah para guru TK untuk
mengenalkan alat transportasi kepada anak TK tanpa harus membeli model yang asli.
Selain untuk mempermudah para guru dalam proses pembelajaran, augmented reality ini
juga mempermudah para anak TK untuk mempelajari atau mengenali alat transportasi
yang ada di buku.
2. LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Augmented Reality
Augmented Reality (AR) adalah suatu teknologi yang menggabungkan benda
maya dua dimensi (2D) ataupun tiga dimensi (3D) kedalam sebuah lingkungan nyata, lalu
memproyeksikan benda-benda maya tersebut dalam waktu nyata. Sistem ini lebih dekat
dengan lingkungan real. Karena itu, unsur reality lebih diutamakan pada sistem ini.
Sistem ini berbeda dengan virtual reality yang sepenuhnya merupakan virtual
environtment. Augmented reality mengijinkan penggunanya untuk berinteraksi secara
real-time dengan sistem.
Menurut Stephen Cawood & Mark Fiala dalam bukunya yang berjudul Augmented
reality: a practical guide, mendefinisikan bahwa Augmented reality merupakan cara alami
untuk mengekplorasi objek 3D dan data, AR merupakan suatu konsep perpaduan antara
virtual reality dengan world reality. Sehingga objek-objek virtual 2 dimensi terlihat nyata
dan menyatu dengan dunia nyata. Pada teknologi AR, pengguna dapat melihat dunia
nyata yang ada disekelilingnya dengan menambahkan objek virtual yang dihasilkan oleh
komputer.
Dalam buku “Handbook of Augmented reality”, Augmented reality bertujuan
menyederhanakan hidup pengguna dengan membawa informasi maya yang tidak hanya
untuk lingkungan sekitarnya, tetapi juga untuk setiap melihat langsung dunia nyata,
seperti live-streaming video. Augmented reality meningkatkan presepsi pengguna dan
interaksi dengan dunia nyata.
2.2 Deteksi Marker
Deteksi marker dengan menggunakan metode Houge Transform mendeteksi
parameter-parameter geometri. Representasi garis dari marker yang ditangkap kamera
webcam menggunakan (r = x cos(ϴ) + y sin(ϴ), r: jarak antar garis dalam kalibrasi
kamera, ϴ: sudut antara garis normal dengan sumbu-x). Input merupakan nilai biner
sudut (edge) yang menghubungkan antar garis dimana semua titik sudut tersebut
ditentukan sebagai pixel.
Hough Transform membutuhkan array yang disebut accumulator array, array ini
hanya mempunyai satu nilai balik untuk setiap kombinasi parameter (r, ϴ) yang
memungkinkan.
Marker yang dapat dideteksi adalah marker berwarna hitam dan putih, jika
menggunakan warna lain maka 3D yang muncul tidak presisi atau bahkan sama sekali
gagal terdeteksi.
3. ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Analisis SWOT
Kekuatan ( Strengths )
Penggabungan antara obyek-obyek virtual 2 Dimensi atau 3 Dimensi sehingga
seolah-olah terlihat nyata dan menyatu dengan dunia nyata. Menjadikan buku
pembelajaran menjadi lebih menarik, interaktif, dan memiliki nilai tambah dari
sekedar buku belajar biasanya karena menyediakan suatu pengalaman yang
lebih banyak dan modern.
Kelemahan ( Weakness )
Aplikasi ini hanya dapat dijalankan melalui bantuan webcam yang memiliki
ketentuan spesifikasi tertentu atau lebih praktis bisa menggunakan laptop atau
netbook yang terdapat webcamnya. Yang dimaksud disini adalah apabila
webcam dan komputer yang digunakan berada di bawah syarat spesifikasi
minimal bahkan tidak kompatibel, maka AR tidak dapat digunakan. Sebaliknya,
jika spesifikasi komputer yang digunakan tinggi maka hasil yang ditampilkan
akan semakin bagus kualitasnya.
Peluang ( Oportunity )
Alat transportasi merupakan sarana yang digunakan oleh setiap orang untuk
menuju kesuatu tempat ataupun mengirim barang kesuatu daerah. Alangkah
baiknya jika berbagai macam alat transportasi yang digunakan dikenalkan
kepada anak-anak mulai dari usia dini. Sehingga mereka dapat mengetahui
berbagai macam serta bentuk dari alat transportasi tersebut. Dengan sentuhan
sedikit inovasi baru yaitu augmented reality, alat transportasi yang terdapat
pada buku akan divisualisasikan secara nyata dan realtime menjadi sebuah
bentuk 3D melalui media webcam. Cara ini akan menjadi semakin menarik
untuk anak-anak karena mereka dapat melihat secara nyata bentuk dari alat
transportasi tersebut dibandingkan dengan mereka hanya melihat gambar-
gambar alat transportasi yang ada di buku.
Ancaman ( Threats )
Dikarenakan augmented reality berkembang sangat pesat, maka akan banyak
muncul berbagai aplikasi menarik lainnya yang menggunakan aplikasi ini.
Dilihat dari segi pembuatannya, augmented reality ini membutuhkan komputer
dan webcam dengan spesifikasi khusus dan juga beberapa software
pendukung berjalannya Augmented Reality.
3.2 Kebutuhan Fungsional (Functional requirement)
Analisis kebutuhan fungsional dilakukan untuk memberikan gambaran mengenai
permasalahan dan prosedur yang sedang berjalan saat ini di dalam penerapan
Augmented Reality pada buku pembelajaran.
Fitur dan Informasi yang akan ditampilkan adalah sebagai berikut :
1. Realtime 3D Alat Transportasi yaitu, Mobil, Pesawat, Kapal Induk, Bis, Truk,
Kereta api.
2. Buku pembelajaran anak – anak TK yang dihiasi oleh beberapa tokoh kartun.
3. Animasi sederhana untuk membuat media pembelajaran lebih atraktif terhadap
anak - anak.
3.3 Kebutuhan Nonfungsional (Nonfunctional Requirements)
Analisis kebutuhan nonfungsional dilakukan untuk mengetahui spesifikasi
kebutuhan untuk sistem. Spesifikasi kebutuhan melibatkan analisis perangkat keras /
hardware, analisis perangkat lunak / software, analisis sumber daya manusia / brainware.
1. Kebutuhan Perangkat Keras
Perangkat keras adalah alat yang digunakan untuk mengolah data dan
penyajian laporan. Perangkat keras yang dibutuhkan terdiri dari :
a. Hardware yang digunakan dalam membangun sistem
1. PC dengan Processor Quad-Core 2.4Ghz
2. VGA 1GB 128Bit
3. Hardisk berkapasitas 2,5 TB
4. RAM 4 GB DDR 3
5. Webcam
b. Kebutuhan minimal hardware untuk menjalankan sistem
1. PC atau Laptop Processor 1Ghz atau lebih
2. Kapasistas RAM 128Mb
3. Hardisk dengan ruang kosong 120 Mb
4. VGA Onboard
5. Camera atau Webcam 1,3 megapixel
2. Kebutuhan Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang dibutuhkan dalam sistem ini adalah perangkat lunak
yang digunakan untuk pembuatan Augmented Reality pada buku pembelajaran,
antara lain:
1. Adobe Photoshop CS3
2. Adobe Flash Professional CS5
3. Corel Draw X4
4. Blender v2.65
5. Microsoft Windows 7 Ultimate (32 Bit)
6. FLARToolKit Software Library
7. ARToolKit Marker Generator
8. Collada
3. Kebutuhan Sumber Daya Manusia
Aspek ini merupakan individu yang akan terlibat langsung dalam pembuatan
Augmented Reality pada buku pembelajaran. Manusia sebagai pencipta dan
pengguna sistem atau user, sehingga sistem ini bisa digunakan sesuai dengan
fungsi dan kegunaannya. Oleh karena itu tanpa adanya sumber daya manusia
yang berkualitas maka ketersediaan hardware dan software tidak akan berarti.
Disini yang dibutuhkan adalah hanya sebatas sumber daya manusia yang dapat
menjalankan sistem tanpa perlu menguasai pembuatan sistem tersebut.
3.4 Perancangan Desain Model
Perancangan desain model digunakan untuk merancang dan membuat sketsa
tampilan desain yang akan dibangun dalam penelitian ini. Sketsa yang dibuat ini pada
tahap produksi nantinya akan dibuat dalam bentuk 3D.
Dalam augmented reality pembelajaran ini, user akan menggunakan media buku
sebagai pendeteksi marker. Sebelum melakukan implementasi, terlebih dahulu
merancang device yang akan diimplementasikan. Berikut rancangan yang digunakan :
Gambar 3.1 Konsep dan Ukuran Cover Buku
Gambar 3.2 Konsep dan Ukuran Halaman Buku
Gambar 3.3 Konsep 3D Mobil dan Markernya
Gambar 3.4 Konsep 3D Pesawat dan Markernya
Gambar 3.5 Konsep 3D Kereta dan Markernya
Gambar 3.6 Konsep 3D Truk dan Markernya
Gambar 3.7 Konsep 3D Bis dan Markernya
Gambar 3.8 Konsep 3D Kapal Induk dan Markernya
4. Implementasi Sistem
Sebelum memulai pada pengimplementasian sistem, terlebih dahulu mendownload
semua library yang dibutuhkan dan juga software yang digunakan, karena program tidak
akan dapat dijalankan jika librarynya tidak ada. Berikut merupakan alasan mengapa
penulis menggunakan FLArToolkit yaitu:
1. Tracking kode hanya merupakan buku pembelajaran yang setiap halamannya
mempunyai marker di bagian kanan.
2. Framework yang terorganisir untuk membuat aplikasi augmented reality.
3. Sebuah library grafis yang simpel.
4. Open Source dengan Lisensi GPL.
4.1 Desain Marker
Pembuatan marker pada penelitian ini menggunakan software Corel Draw X4 dan
marker yang akan dibuat adalah marker yang sudah dirancang pada bab sebelumnya.
Ada 6 marker yang akan dibuat, antara lain :
1. 1 marker untuk Alat Transportasi Mobil
2. 1 marker untuk Alat Transportasi Bis
3. 1 marker untuk Alat Transportasi Pesawat
4. 1 marker untuk Alat Transportasi Truk
5. 1 marker untuk Alat Transportasi Kapal
6. 1 marker untuk Alat Transportasi Kereta
Gambar 4.1 Proses Pembuatan Marker
4.2 Pembuatan Objek 3D Alat Transportasi
Peneliti menggunakan software Blender versi 2.60 dalam pembuatan model 3D
Alat Transportasi. Sebagai langkah awal membuat bentuk-bentuk dasar dengan
menggunakan objek Cube yang telah di sediakan oleh Blender. Kemudian dilanjutkan
dengan memodifikasi bentuk-bentuk tertentu yang dibutuhkan. Dibawah iniadalah salah
satu gambar tentang proses pembuatan 3D. Karena dalam aplikasi ini terdapat 6 Model
3D yang dibuat.
Gambar 4.2 Objek 3D pada Blender 2.60
4.3 Pengujian Sistem
Pengujian sistem ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetest apakah sistem
aplikasi yang dibuat sudah berjalan dengan baik dan sesuai harapan atau belum. Hal ini
dilakukan agar nantinya sistem yang dibuat tidak menimbulkan masalah dikemudian hari.
Berikut disajikan table pengujian aplikasi multimedia untuk mengimplementasikan media
pembelajaran pengenalan Alat Transportasi dengan teknologi Augmented Reality.
No Teknik Pengujian Hasil Diharapkan Hasil Pengujian Keterangan
1 Mengakses webcam
melalui main menu
yang sudah dibuat
dengan Adobe Flash
CS 6.
Main menu dapat
berjalan dengan
baik pada Flash
Player.
Main menu dapat
berjalan dengan
baik pada Flash
Player.
Sukses
2 Mengakses opsi
pilihan alat
transportasi yang ada
pada main menu.
Video hasil
tangkapan webcam
dapat ditampilkan
melalui web
browser untuk
setiap objeknya.
Video hasil
tangkapan
webcam dapat
ditampilkan melalui
web browser untuk
setiap objeknya.
Sukses
Tabel 4.1 Tabel Pengujian Sistem
4.4 Pengujian Marker
Untuk mendeteksi sebuah marker diperlukan beberapa tahapan uji coba, yaitu uji
coba marker, uji coba jarak, uji coba resolusi webcam, dan uji coba pencahayaan. Uji
coba tersebut harus dilakukan untuk keberhasilan proses deteksi marker pada tahap
implementasi. Berikut adalah 4 uji coba yang dilakukan :
1. Uji coba marker
Pada penelitian ini penulis hanya menggunakan sistem deteksi single marker.
Sehingga program tidak dapat mendeteksi marker ganda. Jika pengguna
menggunakan marker ganda maka yang akan tampil hanya satu Objek 3D.
Gambar 4.3 Tampilan jika Marker Ganda
2. Uji coba jarak
Pada uji coba jarak, semakin dekat jarak kamera dengan marker tentunya akan
mengakibatkan ukuran marker yang terdeteksi semakin besar sehingga marker
dapat tertangkap dengan baik. Berikut akan diuji coba layout marker dengan jumlah
marker 1 buah dengan ukuran 8cm x 8cm. Hasil uji coba dapat dilihat pada tabel
4.2.
Jarak Hasil Tracking Marker
100 Cm Terdeteksi namun kurang presisi
50 Cm Terdeteksi dengan baik
30 Cm Terdeteksi dengan baik
15 Cm Terdeteksi dengan baik
Tabel 4.2 Tabel Pengujian Jarak Marker
3. Uji Coba resolusi webcam
Pada uji coba resolusi webcam, semakin besar resolusi kamera maka semakin
banyak pixel yang tertangkap oleh webcam. Semakin banyak pixel yang tertangkap,
gambar akan semakin tajam dan webcam dapat mendeteksi marker dengan baik.
4. Uji Coba Pencahayaan
Dalam uji coba faktor pencahayaan, dalam melakukan deteksi marker, tidak
dibutuhkan pencahayaan yang sangat terang. Dalam pengujian ini penulis
menggunakan lampu kamar sebanyak 2 buah lampu berwarna kuning dan putih
yang terletak di belakang dan di atas webcam. Hasil pengujian pencahayaan adalah
sebagai berikut :
a. Pengujian dengan dua lampu kuning dan putih
Gambar 4.4 Pencahayaan melalui 2 cahaya (Atas dan Belakang)
b. Pengujian dengan lampu kuning 40 watt
Gambar 4.5 Pencahayaan melalui 1 cahaya (Belakang Webcam)
c. Pengujian dengan lampu putih 40 watt
Gambar 4.6 Pencahayaan melalui 1 cahaya (Atas Webcam)
d. Pengujian tanpa menggunakan lampu
Gambar 4.7 Tanpa Pencahayaan
5. Penutup
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian dan analisa pada bab sebelumnya maka dapat diambil
kesimpulan, sebagai berikut:
1. Fitur yang baru dan berbeda dari lainnya membuat buku pembelajaran dengan
teknologi augmented reality ini dapat memberi kesan yang berbeda dan
meningkatkan ketertarikan para anak TK untuk mempelajari alat transportasi
2. Pola marker dapat mempengaruhi tampilan virtual. Marker dengan pola
sederhana menampilkan objek dengan posisi pengelihatan tetap.
3. Selain pola marker, Jarak marker dengan kamera juga sangat berpengaruh
dalam proses berjalannya program ini, bila terlalu dekat atau terlalu jauh maka
kamera tidak dapat mengenali marker tersebut.
4. Aplikasi yang dibuat dengan metode pendeteksian pola (marker detection)
dapat dikembangkan menjadi sebuah aplikasi yang real time dan menarik, dan
dapat diimplementasikan secara luas dalam berbagai media di bidang
pendidikan. Sebagai contoh dalam media pembelajaran pengenalan alat
transportasi untuk anak TK.
5.2 Saran
Augmented Reality pada buku pembelajaran ini masih jauh dari sempurna. Selama
perancangan terlihat adanya kekurangan yang terletak pada detail dan kualitas obyek
3D, Ukuran objek yang terlalu kecil ataupun terlalu besar, ataupun posisi menghadapnya
yang kurang tepat. Hal tersebut disebabkan kurangnya kemampuan teknis dari sumber
daya manusia.
Salah satu pengembangan yang dapat dilakukan adalah perbaikan pada animasi
dan objek 3D Alat Transportasi, serta pengembangan dan penambahan desain masing-
masing objek yang bisa lebih baik lagi.
Peneliti berharap, pengembangan augmented reality tidak difokuskan hanya pada
software library FLArToolKit, tetapi dikembangkan lagi dari software library yang lain,
seperti: NYARToolkit, OpenSpace 3d Editor, ARToolKitPlus atau ARTag yang memiliki
Tracking System yang lebih baik. Perangkat keras yang digunakan tidak lagi
menggunakan webcam tetapi HMD (Head Mounted Display) agar dalam di dalam
penggunaannya, para pemakai teknologi AR lebih nyaman dalam berinteraksi dengan
setiap model Alat Transportasi.
DAFTAR PUSTAKA
Azuma, Ronald T. (August 1997). “A Survei of Augmented Reality”. Presence:
Teleoperators and Virtual Environments.
Borko, Furht. “Handbook of Augmented Reality”. Springer 2011.
http://www.in.tum.de/en/research/research-highlights/augmented-reality-in-medicine.html
diakses 15 Januari 2014 jam 22:46:49
http://cityphile.com/2011/07/augmented-reality-ad-takeover-in-times-square/ diakses 15
Januari 2014 jam 22:53:46
http://deepknowhow.com/2013/12/11/augmented-reality-games-android-iphone/ diakses
15 Januari 2014 jam 23:02:08
http://www.engadget.com/2012/05/09/pioneer-touts-worlds-first-car-gps-with-augmented-
reality/ 28 November 2013 jam 16:23:14
http://www.hitl.washington.edu/FLARToolKit/documentation/userarwork.htm diakses 20
Mei 2012 jam 22:02:50
Komputer, Wahana. 2010. Adobe Flash CS 5 untuk Membuat Animasi Kartun. Andi
Offset. Yogyakarta.
R.Silva, J.C Oliveira, G.A. Giraldi. “Introduction to Augmented Reality”. National
Laboratory for Scientific Computation.
Stephen Cawood and Mark Fiala. “Augmented reality: a practical guide”. Raleigh, N.C. :
Pragmatc Bookshelf, 2007.
Wartman, Carsten. 2004. Panduan Lengkap Menggunakan Blender Software Grafik 3D
Gratis untuk Web dan Video. Elex Media Komputindo. Jakarta.
top related